雜交空間結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力全過程分析方法

以武漢長江防洪模型試驗大廳為工程背景,提出一種新型的雜交空間結(jié)構(gòu)體系:拱支預(yù)應(yīng)力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。結(jié)合該結(jié)構(gòu)體系的特點,從索初始形變的角度出發(fā),建立了該結(jié)構(gòu)的剛度法理論,并提出了預(yù)應(yīng)力全過程分析的混合影響矩陣法、循環(huán)迭代逼近法、索初始形變\"順序分析法\"以及索張拉力\"順序分析逆迭代法\"等方法,形成該結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力全過程分析的完整理論,不僅適用于拱支預(yù)應(yīng)力網(wǎng)架結(jié)構(gòu),也適用于其它類似的雜交空間結(jié)構(gòu)。最后,通過長江防洪模型試驗大廳工程實際算例驗證了該方法的準確性和有效性。

針對某科學(xué)中心主樓展廳區(qū)的超大型空間鋼結(jié)構(gòu),采用有限元軟件對展廳區(qū)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工進行了全程動態(tài)模擬分析,預(yù)測了施工中可能出現(xiàn)的最大應(yīng)力及變形,建議了施工過程的關(guān)鍵階段,以期為保證實際施工過程的安全奠定了一定的基礎(chǔ)。

針對預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)設(shè)計要求為目標位移的情況,研究結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)與理論分析模型存在較大差異時預(yù)應(yīng)力施工方案的決策分析方法。以索力、位移遞推公式為基礎(chǔ),建立了仿真預(yù)應(yīng)力施工過程的遞推系統(tǒng),該系統(tǒng)包含四類參數(shù):結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)、張拉力方案、索力與位移影響矩陣、張拉完成后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。利用施工過程中的索力-位移觀測數(shù)據(jù)可計算出系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)影響矩陣,然后基于遞推系統(tǒng)的并行計算,提出了基于索力-位移觀測值的預(yù)應(yīng)力施工方案決策方法。利用矩陣分析軟件matlab,編制了遞推系統(tǒng)及決策方法的實現(xiàn)程序,并結(jié)合有限元分析軟件ansys對工程算例進行了模擬分析。結(jié)果表明:利用本文方法可求得下一次循環(huán)補拉完成時達到設(shè)計要求位移狀態(tài)的張拉控制力方案,從而保證預(yù)應(yīng)力施工達到設(shè)計要求。

本文基于最小勢能原理,給出了預(yù)應(yīng)力索梁組合結(jié)構(gòu)中的索、梁單元增量形式的獨立平衡方程,建立了有限索元的非線性平衡迭代列式,利用其分析了一預(yù)應(yīng)力索梁結(jié)構(gòu)成型過程中的幾何非線性問題,并對預(yù)應(yīng)力索梁結(jié)構(gòu)進行了非線性有限元的數(shù)值模擬。結(jié)果對比表明,該理論分析方法能夠準確有效的考慮該結(jié)構(gòu)中的非線性問題,為此類結(jié)構(gòu)現(xiàn)場成型過程提供了一種快捷、可靠的非線性理論分析方法。

預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)體系——在空間鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中宜于進行整體預(yù)加應(yīng)力，因此拉索的布置都是采用廓內(nèi)或廓外的整體布素方式。

撐桿式預(yù)應(yīng)力壓桿以其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性能,在追求造型美觀的空間鋼結(jié)構(gòu)中的作用明顯,目前國內(nèi)應(yīng)用較少。通過對青島北站空間拱架結(jié)構(gòu)中大型撐桿式預(yù)應(yīng)力壓桿結(jié)構(gòu)施工過程的研究,從中心桿精度控制、索系目標索力實現(xiàn)、同軸異面耳板安裝3個重、難點方面進行分析,結(jié)合理論計算與實際施工,總結(jié)出一套具有針對性同時又具有普遍意義的預(yù)應(yīng)力壓桿施工方法,對于其他類似工程具有較好的借鑒意義。

索穹頂結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力張拉施工成形過程分析一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點和難點.本文結(jié)合國外已有工程預(yù)應(yīng)力張拉施工方法和國內(nèi)相關(guān)研究成果介紹,以一跨度為122m的索穹頂結(jié)構(gòu)為例,提出了包括逐圈斜索張拉法、僅外圈斜索張拉法、逐圈豎桿頂壓法、僅外圈豎桿頂壓法、逐圈環(huán)索張拉法、僅外圈環(huán)索張拉法、逐圈斜索原長安裝法等七種預(yù)應(yīng)力張拉施工方法,并采用動力松弛法對采用各種預(yù)應(yīng)力張拉施工方法進行施工模擬全過程分析,為實際索穹頂結(jié)構(gòu)工程的張拉施工提供理論依據(jù)和技術(shù)支持.

研究目的:通過建立施工全過程時效和路效分析的三維非線性模型,對大跨度v形連續(xù)剛構(gòu)拱組合結(jié)構(gòu)橋的施工全過程空間受力特性進行研究,解決以往的橋梁設(shè)計和施工監(jiān)控采用的計算方法不能有效分析混凝土箱梁的剪力滯、扭轉(zhuǎn)和畸變等引起的截面應(yīng)力分布不均勻問題。研究結(jié)論:分析了大跨度v形連續(xù)剛構(gòu)拱組合結(jié)構(gòu)橋施工全過程主梁截面頂板縱向正應(yīng)力、橫向壓應(yīng)力、腹板剪應(yīng)力等截面空間應(yīng)力分布和變化規(guī)律,其表現(xiàn)在:主梁截面頂板縱向正應(yīng)力沿橫向分布呈顯著的不均勻性,剪力滯效應(yīng)明顯,與初等梁理論的預(yù)測值相異;主梁橫向壓應(yīng)力普遍不大,且頂板應(yīng)力分布不均勻程度大于底板;單箱雙室截面梁三腹板剪應(yīng)力分布連續(xù)變化,且中腹板的剪應(yīng)力略大于邊腹板剪應(yīng)力,整體具有較好的規(guī)律性;施工全過程主梁縱向正應(yīng)力包絡(luò)線體現(xiàn)了最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力的施工工況,為施工控制提供了理論基礎(chǔ)。

大跨度復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋梁施工全過程結(jié)構(gòu)空間受力特性研究——研究目的：通過建立施工全過程時效和路效分析的三維非線性模型，對大跨度v形連續(xù)剛構(gòu)拱組合結(jié)構(gòu)橋的施工全過程空間受力特性進行研究，解決以往的橋梁設(shè)計和施工監(jiān)控采用的計算方法不能有效分析混凝土箱梁...

大型商場由于可燃物多、人員密度大,一旦發(fā)生火災(zāi)勢必造成嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。因此,大型商場的抗火設(shè)計顯得尤為重要。作為一種扁平類大空間建筑,大型商場的火災(zāi)機理不同于一般的大空間室內(nèi)火災(zāi)。結(jié)合上海市第一百貨商店老大樓混凝土框架結(jié)構(gòu)對扁平類大空間商場建筑進行火災(zāi)模擬,分析商場空間及結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度場過程,并對火災(zāi)下整體結(jié)構(gòu)的安全性進行分析,初步建立了扁平類大空間建筑在火災(zāi)作用下的全過程分析方法。

地震會產(chǎn)生次生災(zāi)害,為解決災(zāi)后避難問題,本文擬對既有大空間結(jié)構(gòu)進行加固,根據(jù)pkpm軟件計算出增大截面法和增設(shè)鋼支撐法對大空間建筑抗震加固的效果并進行分析。通過工程實例計算及分析,表明增大截面法無法顯著提高原結(jié)構(gòu)的抗震性能,且不符合綠色環(huán)保的設(shè)計理念,而增設(shè)鋼支撐法可明顯提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移能力,故采用鋼支撐加固法對實例體育館進行加固改造更為科學(xué)可行。

深基坑環(huán)梁支護結(jié)構(gòu)空間分析方法的研究——引入空間樁單元和空間曲梁單元，把深基坑支護結(jié)構(gòu)中的環(huán)梁支護結(jié)構(gòu)體系假設(shè)為帶樁和環(huán)梁的空間框架。建立了簡化的三維桿系有限元模型，并編制了相應(yīng)的計算程序。工程實例的計算結(jié)果表明，本文提出的計算方法較為合理，...

近年來世界各地地震頻繁發(fā)生，震后房屋倒塌損壞嚴重，人們無處安身避難，會導(dǎo)致更多的次生災(zāi)害發(fā)生。為解決大

空間預(yù)應(yīng)力索摩擦損失的簡化計算方法——文介紹了空間預(yù)應(yīng)力索摩擦損失的計算公式，并為在空間狀態(tài)下預(yù)應(yīng)力錨索的包角和弧長計算，提供了一種簡潔實用的計算方法?！　?/p>

空間預(yù)應(yīng)力束伸長量的簡化計算方法——結(jié)合實際工程，對曲線形梁橋空間預(yù)應(yīng)力束的伸長量計算進行了探討，并針對目前空間預(yù)應(yīng)力束伸長量計算中的不足之處，在同時考慮豎彎和平彎產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失的基礎(chǔ)上，提出一種簡化計算方法，實踐證明該方法方便有效，計算精度...

空間鋼作為時代的代表產(chǎn)物之一，進入人們的視線內(nèi)，在經(jīng)濟快速發(fā)展的現(xiàn)代社會，為滿足人們?nèi)諠u提高的價值觀和消費觀，各企業(yè)不斷進行技術(shù)革新和設(shè)備改造，不斷研發(fā)出科技含量高的新材料，在質(zhì)量達標的基礎(chǔ)上，在美觀效果上大大提高，這時性能顯著的空間鋼問世，加速了我國鋼領(lǐng)域的發(fā)展，在國際上達到較高水準。

預(yù)應(yīng)力梁弦結(jié)構(gòu)最佳預(yù)應(yīng)力的非線性分析方法——本文對預(yù)應(yīng)力空間梁弦結(jié)構(gòu),在考慮幾何非線性影響下的預(yù)應(yīng)力施加優(yōu)化問題進行了探討;提出了便于數(shù)值分析的“節(jié)點外力實功最小”的梁弦結(jié)構(gòu)最佳預(yù)應(yīng)力確定準則,采用桿系大位移非線性有限元,并參考文獻中的張力系數(shù)法...

對某大跨斜拉空間結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力拉索施工制定相應(yīng)的張拉方案,通過對張拉施工過程進行仿真計算,驗證了方案的可行性.對施工過程的監(jiān)測方法和監(jiān)測內(nèi)容進行研究,以對施工過程進行有效控制.分析表明:預(yù)應(yīng)力施工的現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果與理論計算結(jié)果較吻合,表明結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力施工過程處于可控狀態(tài),計算模型與實際工程較為接近,驗證了理論分析的可靠性.

對某大跨斜拉空間結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力拉索施工制定相應(yīng)的張拉方案,通過對張拉施工過程進行仿真計算,驗證了方案的可行性。對施工過程的監(jiān)測方法和監(jiān)測內(nèi)容進行研究,以對施工過程進行有效控制。分析表明:預(yù)應(yīng)力施工的現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果與理論計算結(jié)果較吻合,表明結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力施工過程處于可控狀態(tài),計算模型與實際工程較為接近,驗證了理論分析的可靠性。

利用有限元分析軟件ansys對容積為10m3、不同寬深比(0.5、1和2)、不同壁厚(12、16、21、27、31和36mm)的中空pvc板材纏繞式水窖進行空間結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析,以造價最低為目標函數(shù)對容積為10m3、寬深比為1、窖壁厚為12mm的水窖進行優(yōu)化設(shè)計。分析結(jié)果表明,圓柱形水窖的拉壓應(yīng)力集中在水窖底部,空載為最不利工況;寬深比為2、水窖壁厚為31mm和36mm時,在最不利工況下受到應(yīng)力滿足要求。水窖優(yōu)化設(shè)計得出,窖壁厚度為12mm,底部增加厚度為27mm,高度為382mm的圍箍,符合強度與剛度要求且造價最低。以此計算結(jié)果,可現(xiàn)場制作pvc板材纏繞式水窖。

隨著我國臨空經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,航空城逐漸成為區(qū)域空間發(fā)展中新的增長極,推動著機場地區(qū)的城市化進程.通過對國內(nèi)外航空城的發(fā)展概況進行歸納總結(jié),研究航空城在空間演進過程中存在的自身規(guī)律,進而對航空城空間結(jié)構(gòu)演進過程中的動力機制以及演進路徑進行詳細分析,并以上海虹橋商務(wù)區(qū)及其周邊的大虹橋區(qū)域為例進行實例驗證.

空間結(jié)構(gòu)中的混沌現(xiàn)象——文中介紹了結(jié)構(gòu)工程中長期困擾科技工作者的一些理論和實際問題,這些問題的提出已有二百多年歷史。但多年來一直未能好解決且疑竇叢生。如結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題,理論上能解決的只是簡單構(gòu)件和典型的連續(xù)體板殼的穩(wěn)定問題。實際工程中復(fù)雜結(jié)構(gòu)的...